一种组合式深部地表基质容重采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及地表基质(土质)容重测量的技术领域，特别是涉及一种组合式深部地表基质容重采集装置。


背景技术：

2.在土壤学和农业科学研究中，土壤容重是指土壤在自然状态下，单位体积的土壤所具有的干土重量，通常以g/cm3表示。通过土壤容重可以估算出土壤中有机质含量的多少、土壤的质地状况以及土壤结构的好坏，因此土壤容重是土壤物理学和农业科学领域的一项重要研究指标。随着地表基质调查的深入开展，地表基质—土质不仅包括表层土壤，还包括地表深部的古土壤。对比表层土壤和深部古土壤的容重变化对于地表基质—土质研究具有十分重要的意义。目前，国内外对土壤容重的测定主要采用环刀法。在土壤容重测量过程中，采用具有一定容积的环刀垂直地插入处于自然状态的需要测量的土壤中，使土样充满其中，烘干后称量干土重量并计算出单位体积的烘干土壤的重量。但采用这种环刀法时，由于取样方法的限制，只能采集到表层土壤的容重样品，往往只能借助人工剖面采集地表浅部(深度2m)的容重样品，无法对地表深部的土壤容重进行测量。同时，当待测量土壤结构致密，紧实度较高(如冻土层)时，挖掘人工剖面变得十分困难，环刀测试法难以采集相应层位完整的土壤容重样品。目前市场上虽有能采集地表一定深度土壤容重的取样设备，但仍无法完成更深部的土壤容重和紧实度高的土壤容重的准确测量。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能够采集深部土壤容重样品的的组合式深部地表基质容重采集装置。
4.为实现上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
5.本实用新型的一种组合式深部地表基质容重采集装置，包括取土钻头、环刀组、采集器、钻杆和钻机连接器，所述取土钻头的顶端与采集器底部连接，采集器为空心筒状，至少一个环刀组置于采集器内侧壁，采集器顶部和钻杆下部连接，钻杆上部与钻机连接器连接。
6.优选地，所述取土钻头底部为刃部，上部设置有钻头内螺纹，与采集器的底部通过螺纹连接并起到锁紧作用。
7.优选地，所述采集器由两个互相对称的半圆管拼接而成，两个半圆管侧壁对应位置分别设有插头和插槽，通过插头和插槽插接将个半圆管组合成个空心圆管。。
8.优选地，所述采集器内壁自上而下布设有多个凸环，多个环刀组置于凸环之间。
9.优选地，所述插头和插槽分别设置在个半圆管内侧壁的凸环对应位置。
10.优选地，所述凸环高度与环刀组的环刀壁厚度一致，采集器内部容纳腔口径与环刀组的环刀内口径一致。
11.优选地，所述钻杆的下部设置有钻杆内螺纹，上部设置钻杆外螺纹，钻杆上部能够
与钻机连接器通过螺纹连接；多根钻杆能够首尾连接。
12.优选地，所述采集器的内壁设置有刻度标记。
13.优选地，所述采集器顶部和钻杆下部双头螺栓连接。
14.与现有技术相比本实用新型的有益效果为：组合式深部地表基质(土质)容重采集装置用于采集地表深部和紧实度高的土壤容重样品，取土装置包括取土钻头、采集器、环刀组，采集器可拆卸，可将环刀从采集器中取出，能够取得完整的容重样品，减小测量误差；环刀组可以同时测量不同深度的容重样品，环刀组之间有一定间隔，减小因土壤受到挤压产生的误差；钻头口径、环刀口径、采集器内径保持一致，可减小钻进过程中因口径不同产生的挤压问题；取土装置与传输装置各部件之间可以通过螺纹连接，稳定性较强；钻机置于钻机连接器上部，通过传输装置将动力传输至下部取土装置，依靠钻机的动力驱动可以钻入地表深部和紧实度高的土壤层位。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型采集器及环刀组的整体结构剖视图；
17.图3为本实用新型环刀组的示意图；
18.附图标记：1-取土钻头、2-环刀组、3-采集器、4-双头螺栓、5-钻杆、6-钻机连接器、7-刃部、8-采集器外螺纹、9-钻头内螺纹、10-凸环、11-采集器拼接线、12-采集器内螺纹、13-下部外螺纹、14-钻杆内螺纹、15-上部外螺纹、16-钻机连接器内螺纹、17-钻杆外螺纹、18-插头、19-插槽、20-采集器内径、21-环刀壁、22-环刀内径。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.如图1所示，本实用新型实施例的一种组合式深部地表基质容重采集装置，包括取土钻头1、环刀组2、采集器3、钻杆5和钻机连接器6，取土钻头、采集器和环刀组组成取土装置，钻杆和钻机连接器组成传动装置。
21.取土钻头1底部为刃部7，便于向下钻进，可加强此装置钻进能力；取土钻头1的顶端设置有钻头内螺纹9，采集器3的底部设置采集器外螺纹8，钻头内螺纹9与采集器外螺纹8配合连接并将采集器3锁紧；取土钻头1为标准零件，内口径与采集器内口径一致。
22.采集器3为空心筒状，至少一个环刀组2置于采集器3内侧壁，环刀组2用于对深部地表基质进行取样，采集器3的筒状形式不做具体限定，只要能够保证环刀组2能够完成取样并再取样后能够与采集器3进行分离即可；优选地，采集器3由两个以采集器拼接线11为中心互相对称的半圆管拼接而成，两个半圆管侧壁对应位置分别设有插头18和插槽19，通过插头18和插槽19插接将2个半圆管组合成1个空心圆管；采用拼接组合方式使得装置易于将环刀组从采集器中取出，便于取得完整的容重样品。
23.采集器3内壁自上而下布设有多个径向的凸环10，多个环刀组2置于凸环10之间；多个凸环10使环刀组与环刀组之间留有一定空隙，能够使得取出环刀组时可保留一部分多余的土样，再用刮刀将多余土样去除，即可获得完整的深部土壤容重样品；优选地，如图2所
示，为了方便操作，插头18和插槽19分别设置在2个半圆管内侧壁的凸环10对应位置；例如，采集器3自上而下放置三个环刀组2，通过四组凸环10实现固定；四组凸环10的相对位置分别设置四组插头18和插槽19，两个半圆管通过四组插头18和插槽19插接组成此采集器；三个环刀组2可同时采集不同深度的容重样品；较佳地，钻头口径、环刀组内径、采集器内径保持一致，可削弱采样过程中因尺寸不一致导致的样品挤压，减小测量误差；进一步地，如图3所示，凸环10高度与环刀组2的环刀壁21厚度一致，采集器3内部的采集器内径20与环刀组2的环刀内径22一致，此种设置使环刀组2相较现有的标准环刀，内径尺寸一致从而保证容积相同，而环刀壁21的厚度增加，有利于提升装置抗性和稳定性。
24.采集器3顶部和钻杆5下部双头螺栓4连接，双头螺栓为标准零件，采集器3上部设置有采集器内螺纹12，双头螺栓4的下部设置下部外螺纹13，下部外螺纹13与采集器内螺纹12配合连接；双头螺栓4的上部设置上部外螺纹15，钻杆5下部设置钻杆内螺纹14，上部外螺纹15与钻杆内螺纹14配合连接；钻杆5上部设置钻杆外螺纹17，钻机连接器6的下部设置钻机连接器内螺纹16，钻杆外螺纹17能够与钻机连接器内螺纹16通过螺纹配合连接；钻机连接器6上部变窄，钻机可放置于钻机连接器6上方，由钻机连接器6将动力依次向下传递，直至底部钻头；在钻机的驱动下，该装置向地表深部钻进，完成深部土壤容重样品采集工作；具体地，钻杆5可选用包括但不限于gl-10标准钻杆，钻机可选用包括但不限于gl-10钻机等型号；为了适应不同采样深度的需求，多根钻杆5能够首尾连接，可通过添加或减少钻杆5的数量实现采样深度的变化。
25.为了方便分析计算，采集器3的内壁设置有刻度标记，通过计算可以确定采集多个容重样品的各自深度范围。
26.本实用新型实施例的一种组合式深部地表基质容重采集装置，可根据钻机的取芯情况，进行深部土壤容重采集，其每次使用时，要确保各部件紧密连接，通过钻机连接器6将钻机动力传输至底部取土钻头1，土样会通过取土钻头1进入采集器3并充满各个环刀组2内部，可通过添加或减少钻杆5的数量实现采样深度的变化；完成采集工作后将该装置从深部提升至地表，旋开取土钻头1和双头螺栓4与采集器3的连接螺纹，打开采集器3，取出环刀组2，因为采集器3中环刀组2之间有一定间隔，取出环刀组时可保留一部分多余的土样，再用刮刀将多余土样去除，即可获得完整的深部土壤容重样品。
27.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。